[发明专利]用于分离材料的装置和方法

说明书

根据本发明的一个示例性方面，提供了一种用于从气流中分离颗粒和/或液滴形式的材料(尤其是直径从一纳米变化到几十纳米的颗粒和/或液滴)的装置(1)，包括用于待净化的进入空气(3)的入口(2)，收集室(4)，用于净化后的空气(7)的出口(6)，带有致动器的电压源，以及已连接有离子产生尖端(10)的固定柱(9)。该装置(1)构造成将高电压引导至离子产生尖端(10)，以将离子束(11)从离子产生尖端(10)提供至收集表面(12)。导电的收集表面(12)通过电绝缘件与收集室(4)的外壁(5)电绝缘。该装置(1)构造为将与引导到收集表面(12)的电压的符号相反的电压引导至离子产生尖端(10)。离子产生尖端(10)直接布置在具有一定长度(L_col)的固定柱(9)的表面(13)上，并且从固定柱(9)的表面(13)凸出到收集室(4)的空腔(14)中。

技术领域

本发明涉及一种用于从气流中分离颗粒和/或液滴形式的材料的装置。此外，本发明涉及一种从气流中分离颗粒和/或液滴形式的材料的方法。

背景技术

目前，在气体净化系统中使用了过滤器、旋风分离器或电气方法(例如电过滤器或离子吹气方法)，以用于从气流中分离颗粒。用于从气流中分离颗粒或液滴的方法和装置例如可从DE1471620A1和DE19751984A1中已知。

当前使用的空气净化器已经远离了使用过滤器的常规方法，以便从空气中机械式地提取不需要的颗粒。这种传统的过滤系统具有以下缺点：必须将空气流限制为缓慢的气流，并且必须定期取出过滤器以进行清洁。另外，当颗粒的直径在一纳米到几十纳米之间的范围内时，用已知技术不可能获得良好的清洁效果。

旋风分离器的操作基于气体流速的降低，使得气体流中的重颗粒能落入收集器具中。因此，旋风分离器可用于分离重颗粒。

在电过滤器中，将气体中的颗粒分离到收集板上或管道的内表面上。电过滤器中的流动气体的速度通常必须低于1.0m/s，制造商的建议约为0.3-0.5m/s。气体流速小的原因是，较高的流速会释放出堆积在板上的颗粒，从而会大幅降低减少效率。电过滤器的运行基于颗粒的静电荷。但是，给纳米级的颗粒充电是有挑战性的。此外，所有材料都不带电。考虑到收集板的清洁阶段，也必须使用低气体流速。在清洁板时，会向板吹气，释放出所收集的颗粒材料。其目的是只有在净化阶段从板中释放出的可能最少量的颗粒材料才能回到流动的气体中。气体流速小时，可以实现允许的颗粒通过。

此外，电空气净化器利用电离气体中电荷的性质、并使用静电装置来从定向气流中提取带电粒子。这种提取方法不仅在提取的颗粒总量的方面，而且在颗粒类型的方面都提高了效率。空气净化器通常会利用带正电或带负电的颗粒的特性，其中电场将与这些带电粒子相互作用。带电粒子将响应于该电场，并作为离子流被拉向收集表面。

例如，文献EP1165241B1公开了一种用于从气流中分离颗粒和/或液体形式的材料的方法和装置，在该方法中，气流被引导通过收集室，该收集室的外壁接地，并且其中高电压被引导到布置在收集室中的离子产生尖端，从而提供从离子产生尖端朝向收集表面的离子流，以从气流中分离出所期望的材料。该发明的特征在于，导电的收集表面与外壳是电绝缘的，并且与指向离子产生尖端的高电压的符号相反的高电压指向收集表面。根据该发明的一个实施例，电绝缘体由ABS制成，并且导电的表面包括布置在绝缘层上的薄铬层。离子产生尖端布置成环，借此来缩短离子产生尖端与收集表面之间的距离。因此，缓慢气流中所包含的一些颗粒不会通过离子束，而是由固定杆和离子产生尖端之间通过。

鉴于上述情况，提供能进一步提高减少效率的方法和系统将是有益的。该系统应能够以工业规模来制造。

发明内容

本发明由独立权利要求的特征限定。在从属权利要求中定义了一些具体实施例。